Інститут Патона: слава та ідеї, підкошені безгрошів’ям

Кажуть, що за краплиною води можна пізнати море. Інститут електрозварювання ім Є. О. Патона (ІЕЗ), який у ці дні відзначає 75–ту річницю створення, є «найбільшою краплиною» української науки. Про завдання та проблеми інституту, як і проблеми української науки загалом, ішлося в розмові кореспондента «УМ» із провідним фахівцем ІЕЗ, академіком Національної академії наук України Володимиром Івановичем Махненком.

Робота з трубою 

— Володимире Івановичу, очолюваний вами відділ є провідним в інституті. Чим він займається? 

— Одне з найбільш вагомих завдань останнього часу — ремонт магістральних трубопроводів без виведення їх з експлуатації. Діагностика здійснюється за допомогою самохідного снаряду, який запускають у трубу, і він переміщується разом із потоком нафти чи газу, шукаючи дефекти. Такі снаряди для труб різного діаметра ми купуємо за кордоном. А методи діагностики, аналізу та ремонту вже розробили самі. Цей «робот–розвідник» обладнаний датчиками, які фіксують усі дефекти: потоншення труби, корозійні тріщини. Ми враховуємо, що у випадку корозійного дефекту труба «проїдається» приблизно на 0,3 міліметра на рік, а в місці тріщини — вже на два–три міліметри. Це при тому, що товщина стінки труби залежно від діаметра варіюється від 12 до 20 міліметрів. Нефахівці не знають, що труба працює під велетенською напругою, вона вся гуде: напруга становить до 300 мегапаскалів. 

Раніше при виявленні складних дефектів трубопровід зупиняли, вирізали трубу в місці критичних дефектів та зварювали нову. Уявіть собі, про які масштаби ремонту йдеться! Снаряд із датчиками одноразово обстежує ділянку труби довжиною 100 кілометрів і виявляє в середньому три тисячі дефектів. Але якщо лише один із них є критичним — потрібен ремонт. Отож виводиться з ладу весь нафто– чи газопровід, споживачі залишаються без поставок, несуть велетенські збитки. Розроблений же нами метод дозволяє ремонтувати трубопровід у робочому режимі. Минулого року його розробники отримали державну премію. 

— Інститут імені Патона є провідною науковою організацією України. А які його котирування в країнах СНД та Європі? 

— Щодо трубопроводів, то без виведення їх з експлуатації ми є безумовним лідером у країнах СНД. Ми також займаємо чільні позиції в європейській та світовій класифікаціях, принаймні з точки зору теоретичних розробок. Але хочу зазначити, що трубопровідний транспорт є досягненням далеко не українським чи радянським. Це — здобуток усього світу. Достатньо сказати, що у Сполучених Штатах трубопровідна система більша, ніж у всій Україні, Росії та Європі разом узятих. Також велика система трубопроводів існує в Австралії. Тому в цих країнах прийшли до таких висновків, що й ми: потрібно розробляти методи ремонту трубопроводів без виведення їх з експлуатації. 

— Росія планує будівництво двох газопроводів в обхід України — «Північний потік» та «Південний потік». Чи можна застосовувати вашу діагностику для трубопроводів, які проходять дном моря і чи не запрошували вас до співпраці в цих проектах? 

— Наша методика придатна і для трубопроводів, які пролягають дном моря. Хіба що в цьо­му випадку снаряд буде проходити вже не 100 кілометрів між двома компресорними станціями, а 250 — між станціями на протилежних берегах Чорного чи Балтійського морів. Але при виявленні дефектів проблема ремонту набагато ускладнюється. Куди спустити газ? Тут постає загроза великого екологічного забруднення. 

На початку цього року в інституту була майже підписана угода з Росією. «Газпром» уже мав перерахувати мільйон доларів, але, на жаль, невдовзі все було спущено на гальмах. Не хочу говорити, з яких причин, бо ви й самі здогадуєтеся, що з політичних. 

Про зварювання живих тканин і напівзабутий космос 

— ІЕЗ займається десятками наукових розробок. Деякі з них особливо збуджують уяву: зварювання під водою, зварювання в космосі, зварювання пластмас, зварювання... живих тканин. Важко зрозуміти, як можна зварювати частини людської плоті. 

— Програма зварювання живих тканин розробляється спільно з медичними установами. Без хірургів тут не обійтися. Технологія зварювання кісток після переломів уже достатньо випробувана і знайшла застосування. Щодо зварювання живих тканин, то наша частина справи — розробка відповідної апаратури, а лікарі вже мають розробити методи її застосування. Якщо спрощено, то після операції тканини не зшивають традиційними нитками, а підігрівають до відповідної температури, при якій «склеюються», а з часом заживають. Ця технологія вже визнана і на міжнародному рівні.  

Зварювання в космосі — це далеко не нова програма. Ще на початку 60–х років минулого століття головний конструктор ракетно–космічних програм академік Сергій Корольов поставив завдання дослідити можливості зварювання безпосередньо в космосі. Науковим керівником усього комплексу досліджень було призначено академіка Бориса Євгеновича Патона. Перші експерименти були невдалими, аж до створення універсального ручного інструменту зварювання електронним променем «Вулкан». 25 липня 1984 року космонавти Джанібеков та Савицька впродовж трьох годин у відкритому космосі виконували з «Вулканом» операції різки, зварювання, спаювання та нанесення покриттів і довели, що інструмент придатний для будь–яких ремонтних та монтажних робіт у позаземних умовах. 

Улітку наш інститут відзначив 25–ту річницю цієї події. Сама ж програма фактично заморожена. Коли вона розпочиналася, то були фантастичні ідеї будівництва, скажімо, на Місяці, цілих міст чи великих літаючих готелів у космосі. Коли ці ідеї будуть на часі, то апаратура для зварювання таких комплексів з окремих блоків уже є. 

1991 рік став ударом для науки

— Чи є в інституті такі прогресивні ідеї чи програми, які не можна реалізувати з огляду на брак коштів? 

— Звичайно! Хто може похвалитися, що в такі часи має достатнє фінансування?! Але все ж варто віддати належне і сказати, що держава про Інститут Патона таки турбується. У нас є таке поняття, як бюджетне фінансування. Але не тільки... Раніше ми мали окремих спонсорів, але тепер ідеться винятково про приватних замовників, які не можуть обійтися без нашої допомоги. А приватні замовники десять разів подумають, чи варто їм викладати кошти якомусь інституту. Навіть коли йдеться про 20 чи 50 тисяч гривень. Деякі з них намагаються приїхати проконсультуватися, а потім чкурнути, нічого не заплативши.  

— А інститут заробляє якісь кошти на реалізацію власних проектів? 

— Так, звичайно. Щоправда, останнім часом усе менше. Нині загалом інститут задовольняє свої потреби у фінансуванні менш ніж на 20 відсотків. Решта — бюджетне фінансування. Щоправда, тепер обсяги фінансування менші, бо інститут значно скоротився. 

— Які ваші кадрові втрати після 1991 року? 

— До 1991 року інститут нараховував більше 10 тисяч працівників, а тепер — менше двох тисяч. Таке скорочення частково виправдане, оскільки ми тоді обслуговували весь Радянський Союз, а тепер обсяги замовлень значно скромніші. Та й кількість закордонних замовлень різко скоротилась. Початок 90–х років був особливо трагічним. Не з точки зору обсягів фінансування (тоді вони були більш–менш задовільними), а з огляду на інфляцію. Купонокарбованці обезцінювалися вже в день їх отримання, отож про довготермінові чи навіть короткотермінові програми годі було й думати. Багато наших наукових співробітників тоді пішли в приватні структури, на базари. Робочий портфель інституту тоді дуже схуд. 

Потенційні науковці тікають до Росії 

— У такому разі супутне питання. Як ви тепер турбуєтеся про кадри, чи запрошуєте молодих спеціалістів, чи маєте якісь програми їхнього відбору та підготовки? Який навчальний заклад є головним «донором» молодих кадрів? 

— Головним і дуже сильним інтелектуальним донором є український філіал Московського фізико–технічного інституту. У ньому навчаються українці, які мають тут і батьків, і квартири. Але, на жаль, приблизно 50 відсотків випускників цього ВНЗ після отримання диплома їдуть працевлаштовуватися в Росію. Та, на щастя, багато хто залишається. Вони студентами четвертого курсу проходять у нас практику, а весь п’ятий курс — дипломне проектування. Другим і, мабуть, останнім джерелом поповнення наших кадрів є київська «Політехніка». 

— Володимире Івановичу, коли перед цим інтерв’ю я знайомився через інтернет з керівним складом інституту, кількома десятками завідуючих відділами, коли пройшовся вашими коридорами, склалося враження, що у вас тут чоловічий монастир. Жінок майже немає. Чи жінок не дуже цікавить наука? 

— Чому немає жінок? От ви заходили до мене в кабінет через приймальню. Там сидить секретарка, жінка, до речі. Але це жарт. Насправді так склалося. Розумієте, в багатьох відношеннях наша робота нелегка. У колишньому СРСР це було пов’язано з далекими та тривалими відрядженнями. Ми працювали не лише на заводах, а й у важких польових умовах. Ми повинні були не лише навчати робітників, а й демонструвати все на практиці, власним умінням і досвідом. Пам’ятаю, в Татарії мені доводилося лазити по зварних спорудах на висоті 16 метрів. Хоча жінок ми на такі випробування не відправляємо. На цей час у нас є кілька жінок–докторів наук. На жаль, нам бракує не лише жінок, а й чоловіків. Якщо ви походите по відділах, то майже не знайдете осіб до 30 років. Переважає середнє та старше покоління. Деяким уже за 70. 

Зарплати академіка не вистачає на авіаквиток  

— А як із рівнем самоосвіти, знайомством із передовим світовим науковим досвідом. Чи передплачує ваш інтитут провідні світові наукові періодичні видання? 

— Так, хоча і не в такій кількості, як у роки процвітання інституту. Але нас тепер рятує інтернет.  

— Прогрес у науці неможливий без контактів із зарубіжними колегами. Це і обмін досвідом, і участь у міжнародних конференціях та наукових семінарах. Чи мають учені інституту можливість здійснювати такі вельми корисні контакти, реалізовувати спільні проекти з практичною віддачею? 

— Такі приклади співпраці є, але дуже мало. Приміром, у нас були тісні контакти з ученими з Німеччини. Але тепер вони майже на нульовому рівні, оскільки різко змінилися наші можливості. Хоча б у сенсі поїхати у відрядження. Раніше німці чи, меншою мірою, угорці нас спонсорували — оплачували проживання та дорогу. Для нас таке утриманство було неприємним, а для них — і накладним. Тож вони і заявили, що ми готові оплачувати вам перебування, але в усьому світі так прийнято, що гість сам повинен заплатити за дорогу. Так принизливо відчувати себе жебраками! 

Певні контакти залишаються завдяки тому, що щороку інститут проводить міжнародні конференції, до нас приїздять світила зарубіжної науки. Інститут електрозварювання наступну таку міжнародну конференцію проводить 24—26 листопада в Києві. Її тема — «Зварювання та споріднені технології — у третє тисячоліття». У нас не існує мовних чи культурних бар’єрів із зарубіжними колегами: більшість співробітників інституту здатні спілкуватися англійською мовою. Головна проблема в тому, що ми бідні. Я, наприклад, є членом Міжнародної організації QNDE (абревіатура від «Якісні неруйнівні методи оцінки») зі штаб–квартирою в американському штаті Айова. Мене щороку запрошують на зібрання, але «білетик» в обидва боки коштує десь півтори тисячі доларів. У нас і для академіка це не по кишені.  

— А контакти з іншою стороною — Росією? 

— З ученими з Росії у нас хороші, дружні контакти. У мене особисто дуже хороші відносини з ученими з Санкт–Петербурга. На рівні особистих контактів у нас немає проблем. 

— А на рівні міждержавних?  

— Та вчені цілком нормально домов­ляються між собою, але коли виникає потреба проводити ці домовленості через державні структури, то нам починають нагадувати про війну в Грузії. Ми розуміємо, що це суцільні дурниці, але що тут поробиш. Але, попри все, ми тісно співпрацюємо з росіянами в галузі атомної енергетики. Влітку в нас відбулося засідання спільної комісії. Коли ми платимо їм за послуги, то проблем немає, а коли вони мусять платити нам — то виникають проблеми. Але я вважаю, що такий стан відносин тимчасовий. 

— Адресую вам наступне запитання як академіку НАНУ. У приватних розмовах із науковцями мені доводилося чути скарги, що НАНУ закостеніла, академіки працюють на власні, не дуже прогресивні програми, Академія відчайдушно потребує свіжої, молодої крові. Є така проблема? 

— Починаючи з 1991 року, і навіть раніше, коли розпочався розвал і молоді люди побігли в комерцію, в інституті утворився розрив поколінь. А наука такого не терпить. Щоб відбувався природний поступальний процес, потрібна стабільність кадрів. А впродовж майже 15 років одні люди відходили, інші приходили. Кадрова ситуація стабілізувалася лише впродовж останніх року–двох. У нас є молоді члени–кореспонденти НАНУ. Молоді — це десь 50–річні. Втім от у моєму відділі працює молодий фахівець, йому 28 років. Він уже захистив кандидатську дисертацію, є старшим науковим співробітником інституту. Він живе роботою: приходить першим і йде останнім. Сподіваюся, що в 35 років він уже буде членом–кореспондентом НАНУ.

ПЛАНІВ ГРОМАДДЯ

Перспектива — АЕС і вітряки 

— Які головні напрями роботи інституту на близьку і далеку перспективу? 

— Без сумнівів — атомна енергетика. Раніше ми займалися нею менше, а тепер вона виходить для нас на перший план. Адже запаси нафти, газу та інших природних енергоносіїв вичерпуються. Увесь світ усвідомлює це. Ми вже влилися в роботу над програмою розвитку в Україні атомної енергетики до 2030 року, хоча вона тепер дещо загальмувалася з огляду на кризу. Окрім двох реакторів на Хмельницькій АЕС, цією програмою передбачалося будівництво ще кількох реакторів, наша країна на 50 відсотків задовольняє свої потреби в електроенергії за рахунок АЕС уже сьогодні. Але врахуйте, що це дуже дорога програма. Кожен реактор коштує мільярди. Швидше за все, ми купимо документацію в Росії, а практичну частину роботи будемо виконувати самі. По–перше, організуємо робочі місця, а по–друге, значно здешевимо вартість проекту. 

Атомне обладнання дуже громіздке, велетенських розмірів. Корпус реактора — заввишки десять метрів та діаметром п’ять метрів. Товщина корпусу в найтоншому місці — 200 міліметрів, а є і 400 міліметрів. Якщо замовляти його, наприклад, у Чехії чи Росії, то лише за корпус потрібно заплатити мільярд доларів. А на кожен реактор потрібно чотири парогенератори. Окрім того, потрібні ще й запасні парогенератори, бо реактор розрахований на роботу впродовж щонайменше 60 років, а парогенератор — на 20 років. 

Для виготовлення корпусів реакторів та парогенераторів потрібне масивне ковальське обладнання, якого машинобудування нашої країни не має. Тому наш інститут вийшов із пропозицією виготовляти такі корпуси методом електрошлакового нарощування. Тобто ми створюємо велетенські заготовки, проточити чи розточити їх уже не проблема. Наше машинобудування вже здатне виконувати такі завдання. Відповідне обладнання мають «Азовмаш» та Краматорський завод. 

Водночас не забуваємо і про «старі» види енергетики, наприклад теплову. Не таємниця, що діючі нині парові установки застаріли, мають невисокий коефіцієнт корисної дії, вони фактично пожирають енергоносії. Для підвищення ККД потрібні нові конструкції, над чим ми також працюємо. 

Ми також працюємо в галузі вітрової енергетики, яка в Україні наразі розвинена дуже слабо. Це пояснюється тим, що ці так звані «вітрогони» ще малої потужності, а коштують дорого. Німці роблять такі генератори на 2,5 МВт, а ми — лише на 500 кВт, тобто в п’ять разів менше. Україна досі розбещена дешевим газом. Альтернативною енергетикою потрібно було зайнятися значно раніше. Ми лише тепер беремося за неї — життя змусило. Це не лише справа вчених. Це справа державна, а до політиків таке розуміння ще не доходить.

ДОСЬЄ «УМ»

Махненко Володимир Іванович

Народився 27 жовтня 1931 року. Закінчив Одеський інститут інженерів морського флоту (1955). З 1964 року працює в Інституті електрозварювання ім. Є. О. Патона. З 1975 року завідувач Відділу математичних методів дослідження фізико–хімічних процесів при зварюванні та в спецелектрометалургії. Доктор технічних наук, професор, з 1978 року — член–кореспондент, а з 1990 року — академік Національної академії наук України. Член Міжнародної федерації QNDE та Американського товариства зварювальників. Автор більше 300 наукових робіт та монографій.